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德國SICK傳感器的工作原理和工作狀態(tài)是怎樣的?

來源:上海乾拓貿(mào)易有限公司   2018年11月26日 16:29  

    德國SICK傳感器的工作原理和工作狀態(tài)是怎樣的?
    德國SICK傳感器是工業(yè)實踐中為常用的種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。   我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì),當(dāng)沿著定方向受到機械力作用發(fā)生變形時,就產(chǎn)生了極化效應(yīng);當(dāng)機械力撤掉之后,又會重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng),這就是所謂的極化效應(yīng)??茖W(xué)家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器。
    德國SICK傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英(二氧化硅)是種天然晶體,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,在定的溫度范圍之內(nèi),壓電性質(zhì)直存在,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質(zhì)*消失(這個高溫就是所謂的“居里點”)。
    由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而
    德國SICK傳感器具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,所以  已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
    德國SICK傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,因為經(jīng)過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。 壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。
    德國SICK傳感器是種常用的加速度計。
    德國SICK傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是航空和宇航域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來擊發(fā)的瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。
    德國SICK傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中,比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣。
    除了德國SICK傳感器之外,還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器,利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料,在不同的場合能夠發(fā)揮它們*的用途。
    如電源正常則進行簡單加壓看輸出是否變化,或者察看傳感器零位是否有輸出,若無變化則傳感器已損壞,可能是儀表損壞或者整個系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)的問題;二種是加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去,很有可能是壓力傳感器密封圈的問題。常見的是由于密封圈規(guī)格原因,傳感器擰緊之后密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器,加壓時壓力介質(zhì)進不去,但在壓力大時突然沖開密封圈,壓力傳感器受到壓力而變化。排除這種故障的是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,若零位正??筛鼡Q密封圈再試;三種是變送器輸出信號不穩(wěn)。這種故障有可能是壓力源的問題。
    壓力源本身是個不穩(wěn)定的壓力,很有可能是儀表或壓力傳感器抗干擾能力不強、傳感器本身振動很厲害和傳感器故障;四種是變送器與指針式壓力表對照偏差大。出現(xiàn)偏差是正常的現(xiàn)象,確認(rèn)正常的偏差范圍即可;后種易出現(xiàn)的故障是微差壓變送器安裝位置對零位輸出的影響。
    德國SICK傳感器由于其測量范圍很小,變送器中傳感元件會影響到微差壓變送器的輸出。安裝時應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,安裝固定后調(diào)整變送器零位到標(biāo)準(zhǔn)值。
    造成德國SICK傳感器的零點漂移的主要有以下幾個原因:
    1.應(yīng)變片膠層有氣泡或者有雜質(zhì)
    2.應(yīng)變片本身不穩(wěn)定
    3.電路中有虛焊點4.彈性體的應(yīng)力釋放不*;此外還和磁場,頻率,溫度等很多有關(guān)系。電漂或些漂移都會存在,但我們可以通過些方式縮小其范圍或修正。
    零點熱漂移是影響壓力傳感器的重要指標(biāo),受到廣泛重視。
    上認(rèn)為零點熱漂移僅取決于力敏電阻的不等性及其溫度非線性,其實零點熱漂移還與力敏電阻的反向漏電有關(guān)。
    在這點上,多晶硅可以吸除襯底中的重金屬雜質(zhì),從而減小力敏電阻的反向漏電、改善零點熱漂移,提高傳感器的??s小電漂移和修正電漂移還有哪些方式呢?零點電漂移除了影響壓力傳感器的測量精度和降低靈敏度之外,還有哪些重要影響呢?利用零點電漂移可以消除壓力傳感器的熱零點漂移,所謂零點漂移,是指當(dāng)放大器的輸入端短路時,在輸入端有不規(guī)律的、變化緩慢的電壓產(chǎn)生的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的變化對晶體管參數(shù)的影響以及電源電壓的波動等,在多數(shù)放大器中,前的零點漂移影響大,數(shù)越多和放大倍數(shù)越大,則零點漂移越嚴(yán)重。
    漂移的大小主要在于應(yīng)變材料的選用,材料的結(jié)構(gòu)或是組成決定其穩(wěn)定性或是熱敏性。
    材料選好后的加工制成也很重要,工藝不同,會出不同效果的應(yīng)變值,關(guān)鍵也在于通過些老化等調(diào)節(jié)后,電橋值的穩(wěn)定或程規(guī)律的變化。漂移的調(diào)節(jié)手段很多,大都根據(jù)的條件或需求所決定,大多數(shù)對零點漂移都控制得很好。溫度調(diào)節(jié)可通過內(nèi)部溫度電阻和制熱零敏度電阻補償、老化等。對于采用電路轉(zhuǎn)換的變壓器中,電路部份的漂移可用通過選用好的元器件和設(shè)計更合適的電路來補償。
    德國SICK傳感器應(yīng)變材料要選靈敏系數(shù)高、溫度變化小的材料。 檢查施工現(xiàn)場出現(xiàn)的故障,大多數(shù)是由于壓力傳感器使用和安裝方法不當(dāng)引起的,歸納起來有幾個方面。1、次元件(孔板、遠(yuǎn)傳測量接頭等)堵塞或安裝形式不對,取壓點不合理。

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